recherchieren

Informationsquellen gezielt nutzen und deren Aussagekraft und Zuverlässigkeit bewerten Bestimmungshilfen, Datenblätter, thematische Karten und Tabellen nutzen Informationen systematisieren, zusammenfassen und darstellen

experimentieren

Experimente (entwickeln), planen, durchführen, auswerten und bewerten (E) Messdaten mathematisch auswerten, beschreiben und interpretieren große Datenmengen (auch computergestützt) erfassen, verarbeiten und visualisieren (E) Messverfahren oder -instrumente begründet auswählen (und anpassen) (E)

Modelle nutzen

Modelle zur Beschreibung und Erklärung von Sachverhalten nutzen zu naturwissenschaftlichen und technischen Vorgängen Modelle entwickeln (E) Grenzen von Modellen erkennen

vernetzt forschen

aus Problemstellungen Recherche- und Forschungsfragen ableiten (E) Hypothesen entwickeln und in Untersuchungen überprüfen Lösungsansätze für naturwissenschaftliche beziehungsweise technische Problemstellungen entwickeln naturwissenschaftliche und technische Zusammenhänge mathematisch beschreiben und nutzen computergestützte Simulationen zur Erkenntnisgewinnung nutzen

planen

typische Problemlösungen und Lösungsmethoden aus verschiedenen Technikbereichen beschreiben ein Problem analysieren (und auf lösbare Teilprobleme zurückführen) (E) die Lösung eines technischen Problems durch Auswählen, Anpassen (Dimensionieren) und Kombinieren von Teillösungen (entwickeln,) darstellen und bewerten (E)

realisieren

Schwierigkeiten bei der Planung und Herstellung eines Produkts überwinden (Durchhaltevermögen und Beharrlichkeit) Werkstoffe fachgerecht bearbeiten Werkzeuge und Maschinen fachgerecht auswählen und verwenden

optimieren

die Funktionsweise technischer Systeme analysieren technische Optimierungsansätze entwickeln ein selbst konstruiertes Produkt optimieren

Fachsprache nutzen

Fachbegriffe der Naturwissenschaften und der Technik verstehen und nutzen sowie Alltagsbegriffe in Fachsprache übertragen gleich lautende Fachbegriffe verschiedener naturwissenschaftlicher oder technischer Disziplinen gegeneinander abgrenzen (E) Sachverhalte auf das Wesentliche reduziert darstellen zeichnerische, symbolische und normorientierte Darstellungen analysieren, nutzen (und erstellen) (E) verschiedene Darstellungsweisen zur Erstellung von Dokumentationen geeignet kombinieren

projektartig arbeiten

ein Vorhaben strukturieren, planen und durchführen einen Projektverlauf dokumentieren das abgeschlossene Projekt reflektieren und Optimierungsansätze entwickeln

kooperieren

beim Arbeiten im Team Verantwortung übernehmen

interdisziplinär denken

Lösungsansätze für fachübergreifende Problemstellungen entwickeln das Zusammenwirken naturwissenschaftlicher Erkenntnisse und technischer Innovationen erläutern den Zusammenhang zwischen Bedürfnissen des Menschen und naturwissenschaftlichen und technischen Entwicklungen erläutern naturwissenschaftlich - technische Problemstellungen vor dem Hintergrund gesellschaftlicher und ökologischer Wechselwirkungen analysieren die Folgen der Wechselwirkungen eines technischen Systems mit Gesellschaft und Umwelt an einfachen Beispielen abschätzen

Nutzen und Risiken abschätzen und bewerten

Material und Energie verantwortungsbewusst verwenden Qualität von Untersuchungsergebnissen und Produkten begründet einschätzen Risiken beim praktischen Arbeiten erkennen und durch Sicherheitsvorkehrungen Gefährdungen vermeiden

Arbeits- und Berufsfelder beschreiben

Arbeitsfelder regionaler Firmen in Forschung, Entwicklung und Produktion erkunden und Berufe und Ausbildungsgänge zu Arbeitsgebieten der angewandten Naturwissenschaften und der Technik beschreiben ausgewählte aktuelle Forschungsziele und Entwicklungen beschreiben und deren Bedeutung für die Gesellschaft erläutern (E)

Niveau G

Systeme analysieren und Teilsysteme beschreiben (z. B. Lebewesen, Maschinen, Sonnensystem) Teilsysteme durch ihre äußeren Funktionen darstellen (Black-Box-Denken; z. B. Sinneszelle, Batterie)

Niveau M/E

Systeme analysieren und durch Systemgrenzen und Teilsysteme beschreiben (z. B. Lebewesen, Maschinen, Sonnensystem)

Niveau M

Energie-, Stoff- und Informationsströme zwischen Teilsystemen beschreiben (z. B. Stoffwechsel) Teilsysteme hinsichtlich ihrer äußeren Funktionen darstellen (Black-Box-Denken); z. B. Sinneszelle, Batterie)

Niveau E

Energie-, Stoff- und Informationsströme zwischen Teilsystemen erklären (z. B. Treibhauseffekt, Stoffwechsel, GPS) Teilsysteme durch ihre äußeren Funktionen beschreiben (Black-Box-Denken; z. B. Sinneszelle, Batterie)

Niveau G

die Bedeutung der Sonne für das Leben auf der Erde beschreiben (z. B. Jahreszeiten) die Begriffe Energiespeicher und Energieübertragung beschreiben Energieübertragungsketten in einfachen Systemen grafisch darstellen (z. B. Lebewesen, Maschinen) Energiedichten vergleichen (z. B. Brennwert)

Niveau M

die Bedeutung der Sonne für das Leben auf der Erde erläutern (z. B. Fotosynthese, Windsysteme, Jahreszeiten) Energieübertragungsketten in Systemen grafisch darstellen und beschreiben (z. B. Lebewesen, Maschinen) Energiedichten vergleichen (z. B. Brennwert, Latente Wärme)

Niveau E

die Bedeutung der Sonne für das Leben auf der Erde erläutern (z. B. Fotosynthese, Windsysteme, Schiefe der Ekliptik) Energieübertragungsketten in Systemen grafisch darstellen und erklären (z. B. Lebewesen, Maschinen) Energiedichten oder Speicherkapazitäten vergleichen (z. B. Brennwert, Latente Wärme)

Niveau M/E

die Begriffe Energiespeicher und Energieübertragung erläutern (z. B. Körpertemperatur von Tieren, elektrochemischer Energiespeicher, Gebäudeheizung, Atmosphäre)

Niveau G/M/E

Bewegungen in Natur und Technik vergleichen (z. B. aktive und passive Bewegungen) Antriebsmöglichkeiten für Bewegungsabläufe beschreiben (z. B. Muskel, Elektromotor)

Niveau M

Rückstoß oder Reibung als Ursache für die Fortbewegung in Natur und Technik beschreiben (z. B. Rakete, Heißluftballon) Hebelwirkung und Drehzahlen bestimmen (z. B. Zusammenwirken von Muskulatur-Knochen-Gelenk, Motor-Welle-Lager) ein Objekt mit Antrieb konstruieren und fertigen

Niveau E

Rückstoß, Auftrieb oder Reibung als Ursache für die Fortbewegung in Natur und Technik beschreiben (z. B. Rakete, Heißluftballon) Hebelwirkung, Drehmomente und Drehzahlen bestimmen (z. B. Zusammenwirken von Muskulatur-Knochen-Gelenk, Motor-Welle-Lager) ein Objekt mit Antrieb entwickeln, konstruieren, fertigen und optimieren

Niveau G

ein Objekt mit Antrieb fertigen

Niveau G

Eigenschaften von Stoffen bestimmen (z. B. Leitfähigkeit, Brennbarkeit) die Eignung von Stoffen für einen bestimmten Zweck beschreiben

Niveau M

Eigenschaften von Stoffen bestimmen (z. B. Löslichkeit, Leitfähigkeit, Brennbarkeit, Wasserspeicherfähigkeit) die Eignung von Stoffen für einen bestimmten Zweck erklären

Niveau E

Eigenschaften von Stoffen bestimmen (z. B. Löslichkeit, Leitfähigkeit, Brennbarkeit, Zugfestigkeit, Härte, Wasserspeicherfähigkeit) die Eignung von Stoffen für einen bestimmten Zweck erläutern

Niveau G

den statischen Aufbau von natürlichen und technischen Systemen analysieren (geometrische Konstruktion, Stabilität des Dreiecks)

Niveau M/E

den statischen Aufbau von natürlichen und technischen Systemen analysieren (geometrische Konstruktion, Stabilität des Dreiecks, Profile)

Niveau E

Zug- und Druckkräfte zweidimensional geometrisch bestimmen (z. B. Brücke, Kran, Körperbau)

Niveau G

für die Herstellung eines Produkts aus einer normorientierten Darstellung einen Arbeitsplan erstellen (z. B. Windkraftanlage) Roh- und Werkstoffe ressourcenschonend nutzen (Verschnitt, Ökobilanz) Funktion und Eigenschaften eines Produkts beschreiben

Niveau M

ein Produkt mit definierter Funktion und bestimmter Eigenschaft entwickeln, konstruieren und normorientiert darstellen (z. B. Windkraftanlage, Maschine) Funktion und Eigenschaften eines Produkts bewerten

Niveau E

ein Produkt mit definierter Funktion und bestimmter Eigenschaft entwickeln, konstruieren und normorientiert darstellen (z. B. Windkraftanlage, Messgerät, Maschine) Funktion und Eigenschaften eines Produkts bewerten und Optimierungsansätze entwickeln

Niveau M/E

Analogien zwischen technischen Produkten und natürlichen Systemen erläutern (z. B. Lotuseffekt, Wärmedämmung, Stabilität von Konstruktionen) Roh- und Werkstoffe ressourcenschonend auswählen und nutzen (Verschnitt, Ökobilanz)

Niveau G/M/E

mit Werkzeugen und Maschinen ein Produkt fertigen (Verfahren zum Trennen, Fügen, Umformen, z. B. computergestützte Fertigung)

Niveau G/M/E

die Verwendungsmöglichkeiten von Sensoren beschreiben (z. B. Blutdruckmessgerät, Hygrometer, Anemometer)

Niveau G

Bau eines Sinnesorgans mit einem entsprechenden technischen Sensor vergleichen (z. B. Auge mit Digitalkamera, Ohr mit Mikrofon) die Gefährdung von Auge oder Ohr durch Überschreitung gesundheitlicher Grenzwerte beschreiben

Niveau M/E

Bau und Funktionsweise eines Sinnesorgans mit einem entsprechenden technischen Sensor vergleichen (z. B. Auge mit Digitalkamera, Ohr mit Mikrofon)

Niveau M

die Gefährdung von Auge oder Ohr durch Überlastung beschreiben und gesundheitliche Grenzwerte erläutern

Niveau E

die Gefährdung von Auge oder Ohr durch Überlastung beschreiben und persönliches Handeln von gesundheitlichen Grenzwerten ableiten

Niveau M/E

an einem ausgewählten Beispiel direkte und indirekte Messverfahren vergleichen

Niveau E

Messdaten mithilfe von Software auswerten und darstellen (Tabellenkalkulation) ein optisches oder akustisches Spektrum darstellen und auswerten (z. B. Sonnenspektrum, Leuchtmittel aus dem Haushalt, Ton und Klang) raumbezogene Daten darstellen und nutzen (z. B. thematische Karten zur Sonneneinstrahlung oder Windstärke, Wetterkarten, Geoinformationssysteme)

Niveau M

ein optisches oder akustisches Spektrum darstellen (z. B. Sonnenspektrum) raumbezogene Daten darstellen (z. B. thematische Karten zur Sonneneinstrahlung, Wetterkarten, Geoinformationssysteme)

Niveau G

raumbezogene Daten darstellen (z. B. thematische Karten zur Sonneneinstrahlung, Wetterkarten)

Niveau G

Beispiele der analogen oder digitalen Informationscodierung aus Natur und Technik beschreiben (z. B. maschinenlesbare Code-Systeme) das Prinzip der Steuerung beschreiben (z. B. Robotik) Elemente einer Programmiersprache beschreiben (z. B. Verzweigung, Zeitglied)

Niveau M/E

Beispiele der analogen oder digitalen Informationscodierung aus Natur und Technik beschreiben (z. B. digitale Dateiformate, maschinenlesbare Code-Systeme) Algorithmen für zeit- und sensorgesteuerte Prozesse in einer Programmiersprache darstellen und damit Steuerungsabläufe realisieren (z. B. Ampelsteuerung, Robotik)

Niveau M

das Prinzip der Steuerung darstellen beschreiben (z. B. Robotik) Elemente einer Programmiersprache beschreiben (z. B. Bedingung, Verzweigung, Schleife, Zeitglied)

Niveau E

das Prinzip der Steuerung darstellen und erklären (z. B. Robotik) Elemente einer Programmiersprache beschreiben (z. B. Bedingung, Verzweigung, Schleife, Zähler, Zeitglied, Unterprogramm, Programmbausteine)

Niveau G

Wechselwirkungen zwischen Teilsystemen darstellen (z. B. Temperaturregelung) Veränderungen in Systemen darstellen (Eingabe-Verarbeitung-Ausgabe-Prinzip)

Niveau M

Wechselwirkungen (positive und negative Rückkopplung) zwischen Teilsystemen darstellen (z. B. Atemfrequenzanpassung, Drehzahlregelung, Klimawandel)

Niveau E

Wechselwirkungen (positive und negative Rückkopplung) zwischen Teilsystemen beschreiben (z. B. Atemfrequenzanpassung, chemisches Gleichgewicht, Drehzahlregelung, Klimawandel)

Niveau M/E

Veränderungen in Systemen als Prozesse beschreiben (Prozessschritt, Teilprozess, Eingabe-Verarbeitung-Ausgabe-Prinzip)

Niveau G

Systeme zur Wandlung von Dreh- in Längsbewegungen beschreiben Getriebe in technischen Experimenten untersuchen (Drehrichtung, Drehzahl)

Niveau M/E

Systeme zur Wandlung von Dreh- und Längsbewegungen erläutern

Niveau M

Übersetzungen dimensionieren und Getriebe konstruieren (Drehrichtung, Drehzahl)

Niveau E

Übersetzungen dimensionieren und Getriebe konstruieren (Drehrichtung, Drehzahl, Drehmoment)

Niveau G

einfache Modelle zur Beschreibung der Stoffeigenschaften nutzen natürliche und technische Stoffströme und Stoffkreisläufe beschreiben (z. B. Wasserkreislauf)

Niveau M

Stoffeigenschaften mit einfachen Modellen erklären natürliche und technische Stoffströme und Stoffkreisläufe erklären (z. B. Kalk-, Wasserkreislauf)

Niveau E

Stoffeigenschaften mit einfachen Modellen auf Teilchen- oder mikroskopischer Ebene erläutern natürliche und technische Stoffströme und Stoffkreisläufe erläutern (z. B. Kalk-, Wasserkreislauf, atmosphärische Zyklen, Entstehung chemischer Elemente)

Niveau G

zuverlässige Messungen durchführen (Kontrollmessungen, Reproduzierbarkeit) ein Verfahren zur räumlichen Orientierung nutzen (z. B. astronomische Orientierung, satellitengestützte Navigation) die Funktion von Bauteilen elektrischer oder elektronischer Schaltungen beschreiben (Schalter, Leuchtdiode) elektrische oder elektronische Schaltungen realisieren

Niveau M

Bedingungen für zuverlässige Messungen erläutern und diese Messungen durchführen (systematische und zufällige Messfehler, Kontrollmessungen oder Reproduzierbarkeit) die Funktion von Bauteilen elektrischer oder elektronischer Schaltungen beschreiben (Schalter, Widerstand, Leuchtdiode)

Niveau E

Bedingungen für zuverlässige Messungen erläutern und Messverfahren optimieren (systematische und zufällige Messfehler, Randbedingungen oder Einflussgrößen, Kontrollmessungen oder Reproduzierbarkeit) die Funktion von Bauteilen elektrischer oder elektronischer Schaltungen beschreiben (Schalter, Widerstand, Leuchtdiode, Transistor)

Niveau M/E

Verfahren zur räumlichen Orientierung beschreiben (z. B. astronomische Orientierung, satellitengestützte Navigation) elektrische oder elektronische Schaltpläne analysieren und in einfachen Fällen entwickeln elektrische oder elektronische Schaltungen realisieren und ihre Funktionsfähigkeit untersuchen